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石灰石-常被忽略的關鍵原料
Date:2026/11/10
Tag:
石灰石, pH, 鈣濃度, 植酸酶
石灰石

最便宜的原料,影響卻不便宜

石灰石粉(碳酸鈣)是飼料裡最便宜的礦物質原料,在肉豬飼糧中常提供一半以上的總鈣來源。正因為便宜,它很少被認真看待——一般習慣以「總鈣」計算其需要量,並假設不同來源的石灰石品質差不多。

但近年研究顯示,石灰石的溶解速度與程度,產品之間差異很大,會直接改變鈣的消化率、植酸的分解,以及植酸酶釋放磷的效果。

當低磷、不添加無機磷、超劑量植酸酶的飼料配方概念越來越普遍,鈣磷之間的平衡空間越來越重要,石灰石已經是不可忽略的變數。

石灰石如何「干擾」植酸酶

植酸酶主要在消化道前段作用:家禽在嗉囊、腺胃與肌胃,豬在胃與小腸前段,到了迴腸幾乎已無活性。換句話說,植酸(IP6)必須在低 pH 的胃部階段被盡快分解,才能解除它的抗營養作用(Dersjant-Li et al., 2015)。

石灰石在這個關鍵時間,從四個方向干擾植酸酶:
  1. 提高胃內 pH:碳酸鈣溶解時會中和胃酸,使 pH 偏離植酸酶的最適範圍,也縮短它的作用時間。
  2. 形成鈣-植酸複合物:pH 升高後,溶出的鈣離子容易與植酸結合成不溶性鈣-植酸鹽,植酸酶難以下手,植酸磷釋不出來。
  3. 鈣磷沉澱:小腸中的游離鈣會與無機磷形成不溶性磷酸鈣,進一步降低磷的吸收。
  4. 波及其他養分:植酸與鈣也會和蛋白質、脂肪酸結合,降低胺基酸與能量的消化率。

所以關鍵在於:石灰石在胃裡「溶得多快、溶得多少」,決定了胃內 pH、可溶鈣濃度,以及植酸酶能分解多少植酸。

除了石灰石,植酸酶本身(3- 或 6-植酸酶、最適 pH、耐蛋白酶性)、飼糧(植酸含量、製粒溫度、鈣、磷、鈉的含量)與動物(種別、性別、日齡)也都會影響效果。理想的植酸酶,應該在寬廣 pH 範圍內有活性、能在胃部快速作用,趕在鈣干擾之前盡量分解植酸。

兩項關鍵試驗告訴我們什麼

ㄧ、粒徑不等於溶解度(Kim et al., 2019)

Kim 等人比較 4 種石灰石,以 0.2 N HCl 或 pH 3.0 甘胺酸緩衝液模擬腺胃/肌胃環境,在 5、15、30 分鐘測定溶解度,再與肉雞迴腸表觀消化率(AID)比對(未添加植酸酶)。

石灰石 平均粒徑 (mm) AID 鈣 (%) AID 磷 (%) 特性
未添加 — — 74.91 基礎對照
LIME-1 0.633 66.30 23.14 中粗粒
LIME-2 0.063 47.46 12.78 最細、溶解最快
LIME-3 0.326 19.93 65.47 溶解度最低
LIME-4 0.831 66.33 37.40 最粗粒
從這張表可以讀出四件事:
  • 越易溶,磷消化率越差:加入石灰石後,AID 磷從 74.91% 降到 12.78%~65.47%,最細的 LIME-2 降最多。
  • 粒徑大小無法預測鈣消化率:LIME-3 粒徑中等,但溶解度最低,AID 鈣僅 19.93%;粒徑差很多的 LIME-1 與 LIME-4,鈣消化率幾乎一樣。
  • 看溶解動態比看單點更準:以粒徑加上 15 及 30 分鐘溶解度預測 AID 鈣,R² 達 0.978~0.988。
  • 植酸酶能提高部分鈣的消化率:添加 1,000 U/kg 植酸酶,AID 鈣平均提高約 15%。

二、高、低溶解度石灰石的植酸酶反應(Bello et al., 2022)

Bello 等人以 1,152 隻 Ross 308 公肉雞(11~21 日齡)試驗。飼糧不添加無機磷(總磷 4.4 g/kg、植酸磷 2.8 g/kg、鈣 5.5 g/kg),鈣源分別用低溶解度(LSL,pH 3.0 下 5分鐘溶解42%)與高溶解度石灰石(HSL,溶解 97%),再搭配 0~2,000 FTU/kg 的 6-植酸酶。

指標 低溶解度 (LSL) 高溶解度 (HSL)
AID 磷、植酸分解 較高 較低
AID 鈣、可消化鈣、可留存鈣 較低 較高
植酸酶對 AID 鈣的改善 無明顯效果 隨劑量呈指數增加
植酸酶對 AID 磷、植酸分解的改善 隨劑量呈指數增加 隨劑量呈指數增加
可留存磷、脛骨灰分(植酸酶 ≥ 500 FTU/kg) 較低 較高
配方意涵 鈣可能成為限制因子 基礎磷較低,需較高植酸酶劑量

這個結果乍看之下矛盾:低溶解度石灰石讓植酸被分解更多、磷消化率更高,但最後的可留存磷與脹骨灰分卻反而較低。原因很簡單——骨骼礦化同時需要鈣與磷存在,鈣不足時,吸收進來的磷也沉積不到骨頭裡。

作者因此建議:配方應以「可消化鈣」而非「總鈣」計算;使用高溶解度石灰石時,基礎可消化磷偏低,可能需要較高的植酸酶劑量來補償。

可以怎麼做

  1. 掌握石灰石來源:建立各來源、各批次的粒徑分布與溶解度資料;更換來源時,視同配方變更重新評估。
  2. 例行檢測溶解度:以模擬胃部條件的體外法(如 pH 3.0、5/15/30 分鐘)測定,記錄多個時間點,比單看粒徑或單一時間點更能預測鈣消化率。
  3. 改以可消化鈣配方:以可消化鈣、可消化磷取代總鈣與有效磷,維持適當的可消化鈣:可消化磷比例。
  4. 別把石灰石當作填充料:多餘的鈣會降低植酸酶效果,以及磷、胺基酸與能量的利用率,省下的原料錢會從別處賠回去。
  5. 依石灰石調整植酸酶:高溶解度石灰石的飼糧,植酸酶的磷、鈣釋放值可能不同,必要時提高劑量;低溶解度石灰石則要留意鈣是否不足。
  6. 區分肉雞與蛋雞:上述結論主要來自肉雞試驗。蛋雞為了蛋殼形成,需要部分粗粒石灰石在肌胃緩慢釋鈣,粒徑規格應另外考量。
  7. 用生物指標驗證:定期監測脛骨灰分、腳弱與生長表現,確認鈣磷供應與植酸酶效果符合預期。

結語

石灰石不是品質一致的大宗原料。它的溶解度同時影響鈣消化率、植酸分解與植酸酶釋磷效果,而且對鈣與磷的影響方向未必相同。

在低磷、高植酸酶劑量的配方趨勢下,建立石灰石溶解度資料、改以可消化鈣為配方基礎,並依石灰石特性調整植酸酶,才能兼顧骨骼礦化、生長表現與配方成本。最便宜的原料,卻值得最仔細的管理。

參考文獻

  1. Bello A, Kwakernaak C, Dersjant-Li Y. Journal of Animal Science, 2022, 100(12): skac337.
  2. Kim S-W, Li W, Angel R, Plumstead PW. Poultry Science, 2019, 98(12): 6837–6848.
  3. Dersjant-Li Y, Awati A, Schulze H, Partridge G. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2015, 95(5): 878–896.
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石灰石-常被忽略的關鍵原料
Date:2026/11/10
Tag:
石灰石, pH, 鈣濃度, 植酸酶
石灰石

最便宜的原料,影響卻不便宜

石灰石粉(碳酸鈣)是飼料裡最便宜的礦物質原料,在肉豬飼糧中常提供一半以上的總鈣來源。正因為便宜,它很少被認真看待——一般習慣以「總鈣」計算其需要量,並假設不同來源的石灰石品質差不多。

但近年研究顯示,石灰石的溶解速度與程度,產品之間差異很大,會直接改變鈣的消化率、植酸的分解,以及植酸酶釋放磷的效果。

當低磷、不添加無機磷、超劑量植酸酶的飼料配方概念越來越普遍,鈣磷之間的平衡空間越來越重要,石灰石已經是不可忽略的變數。

石灰石如何「干擾」植酸酶

植酸酶主要在消化道前段作用:家禽在嗉囊、腺胃與肌胃,豬在胃與小腸前段,到了迴腸幾乎已無活性。換句話說,植酸(IP6)必須在低 pH 的胃部階段被盡快分解,才能解除它的抗營養作用(Dersjant-Li et al., 2015)。

石灰石在這個關鍵時間,從四個方向干擾植酸酶:
  1. 提高胃內 pH:碳酸鈣溶解時會中和胃酸,使 pH 偏離植酸酶的最適範圍,也縮短它的作用時間。
  2. 形成鈣-植酸複合物:pH 升高後,溶出的鈣離子容易與植酸結合成不溶性鈣-植酸鹽,植酸酶難以下手,植酸磷釋不出來。
  3. 鈣磷沉澱:小腸中的游離鈣會與無機磷形成不溶性磷酸鈣,進一步降低磷的吸收。
  4. 波及其他養分:植酸與鈣也會和蛋白質、脂肪酸結合,降低胺基酸與能量的消化率。

所以關鍵在於:石灰石在胃裡「溶得多快、溶得多少」,決定了胃內 pH、可溶鈣濃度,以及植酸酶能分解多少植酸。

除了石灰石,植酸酶本身(3- 或 6-植酸酶、最適 pH、耐蛋白酶性)、飼糧(植酸含量、製粒溫度、鈣、磷、鈉的含量)與動物(種別、性別、日齡)也都會影響效果。理想的植酸酶,應該在寬廣 pH 範圍內有活性、能在胃部快速作用,趕在鈣干擾之前盡量分解植酸。

兩項關鍵試驗告訴我們什麼

ㄧ、粒徑不等於溶解度(Kim et al., 2019)

Kim 等人比較 4 種石灰石,以 0.2 N HCl 或 pH 3.0 甘胺酸緩衝液模擬腺胃/肌胃環境,在 5、15、30 分鐘測定溶解度,再與肉雞迴腸表觀消化率(AID)比對(未添加植酸酶)。

石灰石 平均粒徑 (mm) AID 鈣 (%) AID 磷 (%) 特性
未添加 — — 74.91 基礎對照
LIME-1 0.633 66.30 23.14 中粗粒
LIME-2 0.063 47.46 12.78 最細、溶解最快
LIME-3 0.326 19.93 65.47 溶解度最低
LIME-4 0.831 66.33 37.40 最粗粒
從這張表可以讀出四件事:
  • 越易溶,磷消化率越差:加入石灰石後,AID 磷從 74.91% 降到 12.78%~65.47%,最細的 LIME-2 降最多。
  • 粒徑大小無法預測鈣消化率:LIME-3 粒徑中等,但溶解度最低,AID 鈣僅 19.93%;粒徑差很多的 LIME-1 與 LIME-4,鈣消化率幾乎一樣。
  • 看溶解動態比看單點更準:以粒徑加上 15 及 30 分鐘溶解度預測 AID 鈣,R² 達 0.978~0.988。
  • 植酸酶能提高部分鈣的消化率:添加 1,000 U/kg 植酸酶,AID 鈣平均提高約 15%。

二、高、低溶解度石灰石的植酸酶反應(Bello et al., 2022)

Bello 等人以 1,152 隻 Ross 308 公肉雞(11~21 日齡)試驗。飼糧不添加無機磷(總磷 4.4 g/kg、植酸磷 2.8 g/kg、鈣 5.5 g/kg),鈣源分別用低溶解度(LSL,pH 3.0 下 5分鐘溶解42%)與高溶解度石灰石(HSL,溶解 97%),再搭配 0~2,000 FTU/kg 的 6-植酸酶。

指標 低溶解度 (LSL) 高溶解度 (HSL)
AID 磷、植酸分解 較高 較低
AID 鈣、可消化鈣、可留存鈣 較低 較高
植酸酶對 AID 鈣的改善 無明顯效果 隨劑量呈指數增加
植酸酶對 AID 磷、植酸分解的改善 隨劑量呈指數增加 隨劑量呈指數增加
可留存磷、脛骨灰分(植酸酶 ≥ 500 FTU/kg) 較低 較高
配方意涵 鈣可能成為限制因子 基礎磷較低,需較高植酸酶劑量

這個結果乍看之下矛盾:低溶解度石灰石讓植酸被分解更多、磷消化率更高,但最後的可留存磷與脹骨灰分卻反而較低。原因很簡單——骨骼礦化同時需要鈣與磷存在,鈣不足時,吸收進來的磷也沉積不到骨頭裡。

作者因此建議:配方應以「可消化鈣」而非「總鈣」計算;使用高溶解度石灰石時,基礎可消化磷偏低,可能需要較高的植酸酶劑量來補償。

可以怎麼做

  1. 掌握石灰石來源:建立各來源、各批次的粒徑分布與溶解度資料;更換來源時,視同配方變更重新評估。
  2. 例行檢測溶解度:以模擬胃部條件的體外法(如 pH 3.0、5/15/30 分鐘)測定,記錄多個時間點,比單看粒徑或單一時間點更能預測鈣消化率。
  3. 改以可消化鈣配方:以可消化鈣、可消化磷取代總鈣與有效磷,維持適當的可消化鈣:可消化磷比例。
  4. 別把石灰石當作填充料:多餘的鈣會降低植酸酶效果,以及磷、胺基酸與能量的利用率,省下的原料錢會從別處賠回去。
  5. 依石灰石調整植酸酶:高溶解度石灰石的飼糧,植酸酶的磷、鈣釋放值可能不同,必要時提高劑量;低溶解度石灰石則要留意鈣是否不足。
  6. 區分肉雞與蛋雞:上述結論主要來自肉雞試驗。蛋雞為了蛋殼形成,需要部分粗粒石灰石在肌胃緩慢釋鈣,粒徑規格應另外考量。
  7. 用生物指標驗證:定期監測脛骨灰分、腳弱與生長表現,確認鈣磷供應與植酸酶效果符合預期。

結語

石灰石不是品質一致的大宗原料。它的溶解度同時影響鈣消化率、植酸分解與植酸酶釋磷效果,而且對鈣與磷的影響方向未必相同。

在低磷、高植酸酶劑量的配方趨勢下,建立石灰石溶解度資料、改以可消化鈣為配方基礎,並依石灰石特性調整植酸酶,才能兼顧骨骼礦化、生長表現與配方成本。最便宜的原料,卻值得最仔細的管理。

參考文獻

  1. Bello A, Kwakernaak C, Dersjant-Li Y. Journal of Animal Science, 2022, 100(12): skac337.
  2. Kim S-W, Li W, Angel R, Plumstead PW. Poultry Science, 2019, 98(12): 6837–6848.
  3. Dersjant-Li Y, Awati A, Schulze H, Partridge G. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2015, 95(5): 878–896.